Synthèse de matériaux hybrides incorporant des ligands chélatants tétraazotés : application à la fixation de gaz

par Clément Suspene

Thèse de doctorat en Chimie - Physique

Sous la direction de Roger Guilard.

Soutenue en 2007

à Dijon .


  • Résumé

    En 1999, de nouveaux matériaux hybrides mésoporeux incorporant des motifs organiques dans les murs d’un réseau inorganique de silice ont été découverts. Ces matériaux appelés “PMOs” (Periodic Mesoporous Organosilicas) sont synthétisés selon le procédé sol-gel en présence d’un tensioactif structurant à partir de précurseurs organiques portant au moins deux chaînes alcoxysilylées hydrolysables. Lorsque les entités organiques sont des molécules chélatantes, leur distribution homogène dans le réseau poreux permet d’assurer une bonne accessibilité des sites actifs à différents substrats, comme les cations métalliques, plus particulièrement les métaux de transition (Cu2+) et les molécules gazeuses (O2, CO). En utilisant un tensioactif non-ionique de type copolymère tribloc, des matériaux incorporant dans les murs du réseau inorganique un tétraazamacrocycle (cyclame, cyclène) N-fonctionnalisé ont été obtenus et ils présentent le plus souvent une structuration à plus ou moins longue distance avec des mésophases de type hexagonale ou vermiculaire. Après complexation par Cu(II) et activation thermique sous vide, ces matériaux sont capables de coordiner le dioxygène et le monoxyde de carbone. Une seconde famille de complexes de cuivre, dérivés de ligands tétraazotés tripodaux de type tris(aminoethyl)amine (Tren), a été incorporée dans une matrice poreuse en utilisant un tensioactif cationique (ctab), ce qui a conduit à des solides présentant une microporosité importante. La complexation de ces matériaux sous atmosphère inerte conduit à des solides présentant des propriétés de coordination du dioxygène originales et à un adduit oxygéné du cuivre stable à température ambiante.

  • Titre traduit

    Synthesis of hybrid materials incorporating tetradentate amine ligands : application to the fixation of gases


  • Résumé

    In 1999, new mesoporous hybrid materials incorporating organic moieties in their silica inorganic framework were discovered. These materials called “PMOs” (Periodic Mesoporous Organosilicas) were synthesized from bridged-silsesquioxanes (EtO)3Si-R-Si(OEt)3 by the sol-gel process in presence of a structure directing agent. The organic chelating groups are homogeneously distributed in the porous network, which allows a good accessibility of the active sites to different substrates such as metallic cations, particularly transition metals (Cu2+), and gas molecules (O2, CO). By using a non-ionic surfactant such as triblock copolymers, the materials incorporating N-functionalized tetraazamacrocycles (cyclam, cyclen) in their walls were obtained and have shown a good organisation at short and long ranges with hexagonal or wormlike mesophases. After complexation with Cu(II) and thermal activation under reduced pressure, these materials were able to coordinate dioxygen and carbon monoxide. Another family of copper complexes, derived from tripodal tetradentate amine ligands such as tris(aminoethyl)amine (Tren), was incorporated into a porous matrix by employing a cationic surfactant (ctab). The resulting materials exhibited a high level of microporosity and their complexation under argon led to solids with original coordination properties of dioxygen and to a stable copper-dioxygen adduct at room temperature.

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Informations

  • Détails : 1 vol.(394 p.)
  • Notes : Publication autorisée par le jury
  • Annexes : Bibliogr. p. 380-392, 520 réf.

Où se trouve cette thèse ?

  • Bibliothèque : Université de Bourgogne. Service commun de la documentation. Section Sciences.
  • Disponible pour le PEB
  • Cote : TDDIJON/2007/41
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